DE19503961A1 - Cylinder block for liquid-cooled IC engine - Google Patents
Cylinder block for liquid-cooled IC engineInfo
- Publication number
- DE19503961A1 DE19503961A1 DE19503961A DE19503961A DE19503961A1 DE 19503961 A1 DE19503961 A1 DE 19503961A1 DE 19503961 A DE19503961 A DE 19503961A DE 19503961 A DE19503961 A DE 19503961A DE 19503961 A1 DE19503961 A1 DE 19503961A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cylinder block
- guide
- water jacket
- cylinder
- guide rib
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 28
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 26
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 claims 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/108—Siamese-type cylinders, i.e. cylinders cast together
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/14—Cylinders with means for directing, guiding or distributing liquid stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
- F01P2003/021—Cooling cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1816—Number of cylinders four
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Zylinderblock für einen flüssig keitsgekühlten Motor, und mehr im einzelnen die Zirkulation einer Kühlflüssigkeit in einem Zylinderblock.The invention relates to a cylinder block for a liquid cooled motor, and more specifically the circulation a coolant in a cylinder block.
Die Kühlung eines flüssigkeitsgekühlten Mehrzylindermotors wird im allgemeinen durchgeführt durch Bilden eines Kühlwas sermantels außerhalb der Zylinderwände, die den Zylinder bil den, und Zirkulieren einer Kühlflüssigkeit durch einen zwi schen diesen Wänden gebildeten Kühlkanal.The cooling of a liquid-cooled multi-cylinder engine is generally carried out by forming cooling water sermantels outside the cylinder walls that bil the cylinder the, and circulating a coolant through a zwi cooling channels formed between these walls.
In einem Zylinderblock, der durch einen kleinen Abstand ge trennte zylindrische Motorzylinder umfaßt, bekannt als siame sischer Zylinderblock, sind benachbarte Zylinderwände mitein ander verbunden, und so werden Vertiefungen oder Rinnen in dem Kühlkanal an den Seiten der Verbindungen gebildet.In a cylinder block that is separated by a small distance separated cylindrical engine cylinders, known as siame sic cylinder block, are adjacent cylinder walls other connected, and so indentations or channels in the cooling channel formed on the sides of the connections.
Ein horizontaler Schnitt des Kühlflüssigkeits-Zirkulationska nals erscheint daher als eine Mehrzahl von Bögen, die durch die Ausbauchung der Zylinder gebildet werden, wobei diese Bö gen durch Vertiefungen verbunden sind. Bei den Punkten, wo diese Vertiefungen gelegen sind, ist der Kühlflüssigkeitska nal unter einem spitzen Winkel gebogen, und da diese Biegun gen das glatte Strömen der Kühlflüssigkeit behindern, sind sie vom Standpunkt der Wärmeabstrahlung unerwünscht. Fig. 16 zeigt die Verteilung der Kühlflüssigkeits-Strömungsmenge oder -geschwindigkeit und die Verteilung der Wärmeübertragungsge schwindigkeit unter diesen Bedingungen. Es ist ersichtlich, daß dort, wo die Vertiefungen 6 gelegen sind, die Strömungs geschwindigkeit der Kühlflüssigkeit kleiner ist und die Wär meübertragungsgeschwindigkeit ebenfalls kleiner ist.A horizontal section of the coolant circulation channel therefore appears as a plurality of arches formed by the bulge of the cylinders, these arches being connected by depressions. At the points where these recesses are located, the coolant channel is bent at an acute angle, and since these bends prevent the smooth flow of the coolant, they are undesirable from the standpoint of heat radiation. Fig. 16 shows the distribution of the cooling liquid flow amount or speed and the distribution of the heat transfer speed under these conditions. It can be seen that where the recesses 6 are located, the flow rate of the cooling liquid is lower and the heat transfer rate is also lower.
Tokkai Hei 4-136461, veröffentlicht durch das japanische Pa tentamt in 1992, schlägt vor, die Breite des Kühlwasserman tels bei der Mitte entlang seiner Länge zu vermindern, um auf diese Weise die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit durch die Vertiefungen zu erhöhen.Tokkai Hei 4-136461, published by Japanese Pa tentamt in 1992, suggests the width of the cooling water to decrease at the middle along its length to this way the flow rate of the coolant by increasing the wells.
In diesem Fall variiert jedoch der Querschnittsbereich des Kühlwassermantels stark, was erhöhten Widerstand gegen die Flüssigkeitsströmung und eine erhöhte Belastung der die Kühl flüssigkeit zirkulierenden Wasserpumpe verursacht.In this case, however, the cross-sectional area of the Coolant jacket strong, which increased resistance to the Liquid flow and an increased load on the cooling causing liquid circulating water pump.
Da der Zylinderblock im allgemeinen aus einer Gußeisenkon struktion besteht, wird außerdem die Dicke des Einsatzes, der während dem Gießprozeß zum Bilden des Kanals verwendet wird, kleiner an Punkten, bei denen der Querschnitt des Kanals eine große Veränderung erfährt. Die Festigkeit des Einsatzes neigt daher dazu, unzureichend zu sein, und macht das Gießen schwierig.Since the cylinder block generally consists of a cast iron con structure, the thickness of the insert, the is used during the molding process to form the channel, smaller at points where the cross section of the channel is one undergoes great change. The strength of the insert tends hence to be inadequate and do the pouring difficult.
Das Hauptziel der Erfindung besteht deshalb darin, das Zylin derkühlungsverhalten zu verbessern, ohne wesentliche Änderun gen an der Kanalquerschnittsfläche vorzunehmen.The main aim of the invention is therefore the cylin to improve cooling behavior without significant changes on the cross-sectional area of the duct.
Um das genannte Ziel zu erreichen, schafft die Erfindung einen flüssigkeitsgekühlten Motorzylinderblock mit einer Mehrzahl von Zylindern, die in Reihe angeordnet sind, wobei die Zylinder gebildet werden durch Zylinderwände, bei denen benachbarte Zylinderwände miteinander verbunden sind, und mit einem Kühlwassermantel, der durch eine Kühlwassermantelwand gebildet wird, welche den äußeren Umkreis der Zylinderwände derart überdeckt, daß ein Kanal für Kühlflüssigkeit gebildet wird durch die Kühlwassermantelwand und die Zylinderwände in der zu den Achsen der Zylinder senkrechten Richtung. Der Zy linderblock umfaßt ferner eine Führungsrippe, die wirksam bei der Seite des Zentrums eines Zylinders innerhalb des Kanals so vorgesehen ist, daß sie einen Strom der Kühlflüssigkeit vertikal aufteilt. Die Führungsrippe umfaßt zwei Führungs glieder, die sich in Aufwärts- und Abwärtsrichtung von ihren Stromaufenden erstrecken, welche in einer im wesentlichen zentralen Position in der vertikalen Breite des Kanals gele gen sind.In order to achieve the stated goal, the invention creates a liquid-cooled engine cylinder block with a A plurality of cylinders arranged in series, with the cylinders are formed by cylinder walls, in which adjacent cylinder walls are interconnected, and with a cooling water jacket through a cooling water jacket wall is formed, which is the outer circumference of the cylinder walls covered such that a channel for cooling liquid is formed is in through the cooling water jacket wall and the cylinder walls the direction perpendicular to the axes of the cylinders. The Zy Linderblock also includes a guide rib that is effective at the side of the center of a cylinder within the channel is provided so that it has a flow of the cooling liquid split vertically. The guide rib comprises two guides limbs that move up and down from their Extend upstream, which in one essentially central position in the vertical width of the channel gen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Führungsrippe eine V-Gestalt auf, deren Spitze durch die Stromaufenden der Füh rungsglieder gebildet wird.According to one aspect of the invention, the guide rib has a V-shape, the tip of which is led by the current ends is formed.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist die Führungs rippe eine Bogengestalt auf, wobei die Zentren des Bogens durch die Stromaufenden der Führungsglieder gebildet werden.According to another aspect of the invention, the guide rip an arch shape with the centers of the arch are formed by the current ends of the guide members.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Füh rungsrippe in einem einstückigen Aufbau mit der Kühlwasser mantelwand ausgebildet, und es besteht ein Zwischenraum zwi schen der Führungsrippe und der Zylinderwand.According to yet another aspect of the invention, the guide rib in a one-piece construction with the cooling water formed wall wall, and there is a space between between the guide rib and the cylinder wall.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung ist zwischen den Stromaufenden der Führungsglieder eine Öffnung vorgese hen, durch die Kühlflüssigkeit passieren kann.According to yet another aspect of the invention, between provide an opening for the upstream ends of the guide members through which coolant can pass.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung sind die Füh rungsglieder zu einer Bogengestalt in der Aufwärts- und Ab wärtsrichtung gebogen.According to yet another aspect of the invention, the guide elements to form an arch in the up and down bent in the forward direction.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung wird der Zylin derblock durch Gießen gebildet, ein Schlackenabstichloch ist in der Kühlwassermantelwand vorgesehen, und eine Führungs rippe ist in einem einstückigen Aufbau ausgebildet mit einem Stöpsel, der das Loch abdichtet.According to yet another aspect of the invention, the cylin the block is formed by casting, is a slag tap hole provided in the cooling water jacket wall, and a guide rib is formed in a one-piece construction with a Stopper that seals the hole.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:In the following the invention with reference to one in the drawing shown embodiment described in more detail. In the Show drawing:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines Zy linderblocks gemäß der Erfindung; Figure 1 is a perspective view of part of a cylinder block Zy according to the invention.
Fig. 2 eine horizontale Schnittansicht des Zylinderblocks; Fig. 2 is a horizontal sectional view of the cylinder block;
Fig. 3 eine Schnittansicht des Zylinderblocks entlang der Linie 3-3 in Fig. 2; Fig. 3 is a sectional view of the cylinder block along the line 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittansicht des Zylinderblocks entlang der Linie 4-4 in Fig. 2; Fig. 4 is a sectional view of the cylinder block along the line 4-4 in Fig. 2;
Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teiles eines Kühlflüssigkeitskanals gemäß dem Er findung, welche die Strömungsgeschwindigkeitsver teilung und die Wärmeübertragungsgeschwindigkeits verteilung der Kühlflüssigkeit zeigt; Fig. 5 is a schematic perspective view of a part of a coolant channel according to the invention, showing the flow rate distribution and the heat transfer rate distribution of the coolant;
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht, welche aber die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung und die Wärme übertragungsgeschwindigkeitsverteilung der Kühl flüssigkeit zeigt, wenn eine kleinere Führungsrippe verwendet wird; Fig. 6 is a view similar to Figure 5, but showing the flow rate distribution and the heat transfer rate distribution of the cooling liquid when a smaller guide rib is used.
Fig. 7 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht, welche aber die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung und die Wärme übertragungsgeschwindigkeitsverteilung der Kühl flüssigkeit mit einer bogenförmigen Führungsrippe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 7 is a view similar to Figure 5, but showing the flow rate distribution and the heat transfer rate distribution of the cooling liquid with an arcuate guide rib according to a second embodiment of the invention.
Fig. 8 eine Schnittansicht eines Zylinderblocks gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 8 is a sectional view of a cylinder block according to a third embodiment of the invention;
Fig. 9 eine Schnittansicht des Zylinderblocks entlang der Linie 9-9 in Fig. 8; Fig. 9 is a sectional view of the cylinder block along the line 9-9 in Fig. 8;
Fig. 10 eine Schnittansicht eines Zylinderblocks gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung; FIG. 10 is a sectional view of a cylinder block according to a fourth embodiment of the invention;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Stöpsels und einer Führungsrippe gemäß der vierten Ausführungs form der Erfindung; FIG. 11 is a perspective view of a stopper and a guide rib in the fourth execution of the invention;
Fig. 12 eine Schnittansicht eines Zylinderblocks gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung; FIG. 12 is a sectional view of a cylinder block according to a fifth embodiment of the invention;
Fig. 13 eine vertikale Schnittansicht des Zylinderblocks; FIG. 13 is a vertical sectional view of the cylinder block;
Fig. 14 eine Seitenansicht einer Führungsrippe gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung; FIG. 14 is a side view of a guide rib according to the fifth embodiment of the invention;
Fig. 15 eine Seitenansicht einer Führungsrippe gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung; FIG. 15 is a side view of a guide rib according to a sixth embodiment of the invention;
Fig. 16 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teiles eines herkömmlichen Kühlflüssigkeitskanals, welche die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung und die Wärmeübertragungsgeschwindigkeitsverteilung der Kühlflüssigkeit zeigt; und FIG. 16 is a schematic perspective view of a portion of a conventional cooling fluid channel showing the flow velocity distribution and the heat transfer rate distribution of the cooling liquid; and
Fig. 17 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teiles eines anderen herkömmlichen Kühlflüssig keitskanals, welche die Strömungsgeschwindigkeits verteilung und die Wärmeübertragungsgeschwindig keitsverteilung der Kühlflüssigkeit zeigt. Fig. 17 is a schematic perspective view of a part of another conventional cooling liquid speed channel, showing the flow velocity distribution and the heat transfer speed distribution of the cooling liquid.
Wie in Fig. 2 der Zeichnung gezeigt, ist ein Zylinderblock 1 mit vier Zylindern versehen, die in Reihe angeordnet und in kleinen Abständen voneinander beabstandet sind. Eine Zylin derwand 2, die jeden Zylinder bildet, weist eine zylindrische Gestalt auf. Um die Gesamtlänge so weit wie möglich zu ver mindern, ist die Zylinderwand 2 jedes Zylinders mit dem be nachbarten Zylinder so verbunden, daß ein "siamesischer" Zy linderblock gebildet wird. Eine Vertiefung 6, welche in Gestalt einer vertikalen Auskehlung oder Rinne geformt ist, wird außerhalb einer Verbindungsstelle 7 zwischen jeder Zy linderwand 2 und einer benachbarten Zylinderwand 2 gebildet.As shown in Fig. 2 of the drawing, a cylinder block 1 is provided with four cylinders arranged in series and spaced apart from each other at small intervals. A Zylin derwand 2 , which forms each cylinder, has a cylindrical shape. In order to reduce the total length as much as possible, the cylinder wall 2 of each cylinder is connected to the adjacent cylinder so that a "Siamese" cylinder block is formed. A recess 6 , which is shaped in the form of a vertical groove or groove, is formed outside a connection point 7 between each cylinder wall 2 and an adjacent cylinder wall 2 .
Der Zylinderblock 1 umfaßt einen Kühlwassermantel 3, der eine Kühlflüssigkeit um jede Zylinderwand 2 herum zirkuliert. Der Kühlwassermantel 3 weist eine Wand 4 im wesentlichen parallel zu der Zylinderwand 2 auf, wobei ein Kanal zum Zirkulieren von Kühlflüssigkeit zwischen der Wand 4 und der Zylinderwand 2 gebildet wird. Der Vertikalschnitt dieses Kanals nimmt da her aufgrund der Ausbauchung der durch die Vertiefungen 6 verbundenen Zylinderwände 2 die Form von Bögen an.The cylinder block 1 comprises a cooling water jacket 3 , which circulates a cooling liquid around each cylinder wall 2 . The cooling water jacket 3 has a wall 4 substantially parallel to the cylinder wall 2 , a channel for circulating cooling liquid being formed between the wall 4 and the cylinder wall 2 . The vertical section of this channel takes on the shape of arches because of the bulging of the cylinder walls 2 connected by the depressions 6 .
Der Kühlwassermantel 3 umfaßt einen Einlaß 5 und einen Auslaß 9, wie in Fig. 3 gezeigt, und in Fig. 1 gezeigte Führungs rippen 10 sind innerhalb des Kanals des Kühlwassermantels 3 vorgesehen. Die Führungsrippen 10 sind neben dem mittleren Teil des Zylinders gelegen und weisen einen V-förmigen Quer schnitt auf, wobei die Spitze, bei der die beiden Seiten 12, 13 des "V" einander treffen, ein Stromaufende 11 bilden, und die Enden der beiden Seiten 12, 13 Stromabenden 12a, 13a bil den. Die Führungsrippen 10 sind in einem einstückigen Aufbau mit der Zylinderwand 2 und der Wand 4 gegossen.The cooling water jacket 3 comprises an inlet 5 and an outlet 9 , as shown in Fig. 3, and in Fig. 1 guide ribs 10 are provided within the channel of the cooling water jacket 3 . The guide ribs 10 are located next to the central part of the cylinder and have a V-shaped cross-section, the tip at which the two sides 12 , 13 of the "V" meet, form a current end 11 , and the ends of the two Pages 12 , 13 current evenings 12 a, 13 a bil. The guide ribs 10 are cast in a one-piece construction with the cylinder wall 2 and the wall 4 .
Kühlflüssigkeit von einer nicht gezeigten Wasserpumpe strömt von dem Einlaß 5 aus in den Kühlwassermantel 3, wird außer halb des Zylinderblocks 1 von dem Auslaß 9 abgegeben über den Kanal zwischen der Zylinderwand 2 und der Wand 4, und wird über einen nicht gezeigten Kühler rezirkuliert.Cooling liquid from a water pump, not shown, flows from the inlet 5 into the cooling water jacket 3 , is discharged outside of the cylinder block 1 from the outlet 9 via the channel between the cylinder wall 2 and the wall 4 , and is recirculated via a cooler, not shown.
Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, wird der Kühlflüssig keitsstrom in dem Kühlwassermantel 3 durch die Führungsrippen 10 aufgeteilt in einen oberen Teil und einen unteren Teil, wobei die beiden Stromteile sich in der Nähe der Vertiefungen 6 vereinigen und ein Teil des Stromes ein Paar Wirbelbecken zwischen den Führungsrippen 10 und den Vertiefungen 6 bildet.As shown in FIGS . 1 and 3, the cooling liquid flow in the cooling water jacket 3 is divided by the guide ribs 10 into an upper part and a lower part, the two flow parts merging in the vicinity of the depressions 6 and part of the flow Forms a pair of vortex pools between the guide ribs 10 and the depressions 6 .
Fig. 5a zeigt Simulationsdaten, welche die Strömungsge schwindigkeit von Kühlflüssigkeit analysieren, die in dem Kühlwassermantel 3 strömt. Aus den Daten ist zu ersehen, daß aufgrund der Wirbelbeckenströmung, die in der Kühlflüssigkeit durch die Führungsrippen 10 verursacht wird, die Strömungsge schwindigkeit der in den Vertiefungen 6 strömenden Kühlflüs sigkeit erhöht wird. FIG. 5a shows simulation data that analyze the flow speed of cooling liquid flowing in the cooling water jacket 3. From the data it can be seen that due to the vortex pool flow caused by the guide ribs 10 in the cooling liquid, the speed of the flow in the recesses 6 of the cooling liquid flowing increases.
Fig. 5b zeigt Simulationsdaten, welche die Wärmeübertra gungsgeschwindigkeit innerhalb des Kühlwassermantels 3 analy sieren. Aus den Daten ist zu ersehen, daß die Wärmeabstrah lung von den Vertiefungen 6 zu der Kühlflüssigkeit durch Vor sehen der Führungsrippen 10 gefördert wird. Diese Zunahme ab gestrahlter Wärme von den Vertiefungen 6 zu der Kühlflüssig keit verhindert, daß die Temperatur der Verbindungsstellen 7 der Zylinderwände 2 über die anderer Teile steigt, und macht die Temperaturverteilung der Zylinderwände 2 gleichförmig. Fig. 5b shows simulation data Sieren Heat Transf the transmission speed within the cooling water jacket 3 analy. From the data it can be seen that the heat radiation from the wells 6 to the cooling liquid by seeing the guide ribs 10 is promoted. This increase from radiated heat from the wells 6 to the cooling liquid prevents the temperature of the junctions 7 of the cylinder walls 2 from rising above that of other parts, and makes the temperature distribution of the cylinder walls 2 uniform.
Die Fig. 6a und 6b zeigen Simulationsdaten, welche die Strömungsgeschwindigkeit und die Wärmeübertragungsgeschwin digkeit analysieren in dem Fall, in dem die Führungsrippen 10 kleiner ausgeführt sind. Für die Strömungsgeschwindigkeit und die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit in den oberen und unte ren Teilen der Vertiefungen 6 besteht die Neigung, aufgrund der geringeren Größe der Führungsrippen 10 abzunehmen. Figs. 6a and 6b show simulation data speed analyzing the flow rate and the Wärmeübertragungsgeschwin in the case where the guide ribs 10 are made smaller. For the flow rate and the heat transfer rate in the upper and lower parts of the recesses 6 there is a tendency to decrease due to the smaller size of the guide ribs 10 .
In dem Zylinderblock 1 gemäß der Erfindung ist die in Fig. 4 gezeigte Kanalweite L₁ des Kühlwassermantels 3 nicht in der Mitte entlang seiner Länge vermindert. Daher besteht kein er höhter Strömungswiderstand, keine Notwendigkeit, die Dicke des Einsatzes, der den Kühlwassermantel 3 während dem Gießen des Zylinderblocks 1 bildet, örtlich zu vermindern, folglich keine Spannungskonzentration in einem Teil des Einsatzes wäh rend dem Gießen.In the cylinder block 1 according to the invention, the channel width L 1 of the cooling water jacket 3 shown in FIG. 4 is not reduced in the middle along its length. Therefore, there is no heightened flow resistance, no need to locally reduce the thickness of the insert that forms the cooling water jacket 3 during the casting of the cylinder block 1 , and consequently no stress concentration in a part of the insert during the casting.
Die Fig. 7a und 7b zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die bogenförmige Führungsrippen 17 verwendet. Ge mäß dieser Ausführungsform wird ebenfalls eine Wirbelbecken strömung in der gekühlten Flüssigkeit verursacht, und da die Strömungsgeschwindigkeit der gekühlten Flüssigkeit in den Vertiefungen 6 erhöht ist, wird die Wärmeabstrahlung aus den Vertiefungen 6 gefördert. FIGS. 7a and 7b show a second embodiment of the invention, the arc-shaped guide ribs 17 are used. According to this embodiment, a vortex pool flow is also caused in the cooled liquid, and since the flow rate of the cooled liquid in the recesses 6 is increased, the heat radiation from the recesses 6 is promoted.
Fig. 17 zeigt Simulationsdaten, welche die Strömungsge schwindigkeit und die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit für Führungsrippen 18 analysieren, die in der Gestalt von Säulen anders als in der Erfindung geformt sind. In diesem Fall zeigt sich, daß die Strömungsgeschwindigkeit der durch die Vertiefungen 6 strömenden Kühlflüssigkeit nicht erhöht wird, da keine Wirbelbeckenströmung durch die Führungsrippen 18 in der Kühlflüssigkeit verursacht wird, und die Wärmeabstrahlung von den Vertiefungen 6 zu der Kühlflüssigkeit nicht verbes sert wird. Eine Konstruktion, in der säulenförmige Glieder in dem Kühlwassermantel vorgesehen sind, ist offenbart in Jikkai Sho 56-101442, veröffentlicht vom Japanischen Patentamt in 1981, obwohl diese Konstruktion nicht dafür vorgesehen ist, die Wärmeabstrahlung zu verbessern, sondern Vibration zu ver meiden. Fig. 17 shows simulation data analyzing the flow rate and the heat transfer rate for guide fins 18 which are shaped in the shape of columns other than in the invention. In this case, it is shown that the flow rate of the cooling liquid flowing through the recesses 6 is not increased, since no swirl pool flow is caused by the guide ribs 18 in the cooling liquid, and the heat radiation from the recesses 6 to the cooling liquid is not improved. A construction in which columnar members are provided in the cooling water jacket is disclosed in Jikkai Sho 56-101442, published by the Japanese Patent Office in 1981, although this construction is not intended to improve heat radiation but to avoid vibration.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Hier sind V-förmige Führungsrippen 20 nur mit der Kühlwassermantelwand 4 verbunden, wobei Zwischenräume 21 zwi schen den Führungsrippen 20 und den Zylinderwänden 2 vorgese hen sind. Aufgrund dieses Aufbaus werden die Zylinderwände 2, die zu den Führungsrippen 20 hinweisen, während dem Gießen nicht zu sehr gekühlt, so daß das Gießen des Zylinderblocks 1 leichter gemacht wird. FIGS. 8 and 9 show a third embodiment of the invention. Here, V-shaped guide ribs 20 are only connected to the cooling water jacket wall 4 , gaps 21 between the guide ribs 20 and the cylinder walls 2 are hen vorgese. Due to this structure, the cylinder walls 2 facing the guide ribs 20 are not cooled too much during the casting, so that the casting of the cylinder block 1 is made easier.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine vierte Ausführungsform der Erfindung, wobei sie eine Führungsrippe 27 in einem Stöpsel 26 zum Abdichten eines Schlackenabstichlochs 25 in der Wand 4 des Kühlwassermantels 3 zeigen. FIGS. 10 and 11 show a fourth embodiment of the invention, being in a plug 26 for sealing a Schlackenabstichlochs 25 in the wall 4 show a guide rib 27 of the cooling water jacket 3.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Führungsrippe 27 vorge sehen werden, ohne eine Abwandlung an dem Einsatz vorzuneh men, der zum Bilden des Kühlwassermantels 3 verwendet wird.According to this embodiment, the guide rib 27 can be seen easily without making a modification to the insert used to form the cooling water jacket 3 .
Die Fig. 12 bis 14 zeigen eine fünfte Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform gezeigte Führungsrippen 30 weisen eine Gestalt auf, bei der die Stromaufkante der Führungsrippen 10 in der ersten Ausführungsform abgeschnitten worden ist. Anders ausgedrückt bestehen die Führungsrippen 30 aus einer oberen Seite 32 und einer unteren Seite 33, die in der Aufwärts- bzw. Abwärtsrichtung geneigt sind, und die sym metrisch angeordnet sind, wobei eine Öffnung 31 in der Strom aufkante beibehalten wird. Die obere Seite 32 und die untere Seite 33 sind mit der Zylinderwand 2 sowie mit der Wand 4 des Kühlwassermantels 3 verbunden und werden in einem einstücki gen Aufbau mit dem Zylinderblock 1 gegossen. Figs. 12 to 14 show a fifth embodiment of the invention. Guide ribs 30 shown in this embodiment have a shape in which the upstream edge of the guide ribs 10 has been cut off in the first embodiment. In other words, the guide ribs 30 consist of an upper side 32 and a lower side 33 , which are inclined in the upward and downward direction, respectively, and which are arranged symmetrically, while maintaining an opening 31 in the upstream edge. The upper side 32 and the lower side 33 are connected to the cylinder wall 2 and to the wall 4 of the cooling water jacket 3 and are cast in a one-piece construction with the cylinder block 1 .
Gemäß dieser Ausführungsform strömt Kühlflüssigkeit durch die Öffnung 31 in dem Mittelteil der Führungsrippe 30, also ist eine geringere Veränderung in der Querschnittsfläche des Kühlwassermantels 3 vorhanden. Anders ausgedrückt ist, wie in Fig. 14 gezeigt, die Breite des Strömungsweges vermindert durch die Breite des oberen Seite 32 und der unteren Seite 33, wo die Führungsrippen 30 vorgesehen sind, im Vergleich zu der Breite A₁, wo die Führungsrippen 30 nicht vorgesehen sind. Die Breite bei dem Stromaufende beträgt A₂+A₃+A₄, bei dem Stromabende dagegen A₅+A₆+A₇, welche beide nicht sehr verschieden sind von A₁. Folglich besteht keine große Verän derung in der Querschnittsfläche des Kühlwassermantels 3, und der Widerstand gegen die Strömung von Kühlflüssigkeit wird klein gehalten.According to this embodiment, cooling liquid flows through the opening 31 in the middle part of the guide rib 30 , so there is less change in the cross-sectional area of the cooling water jacket 3 . In other words, as shown in Fig. 14, the width of the flow path is reduced by the width of the upper side 32 and the lower side 33 where the guide ribs 30 are provided, compared to the width A 1 where the guide ribs 30 are not provided . The width at the upstream end is A₂ + A₃ + A₄, whereas at the downstream evening A₅ + A₆ + A₇, both of which are not very different from A₁. As a result, there is no large change in the cross-sectional area of the cooling water jacket 3 , and the resistance to the flow of cooling liquid is kept small.
Fig. 15 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung, die Führungsrippen 40 verwendet, welche durch Biegen der obe ren Seite 42 und der unteren Seite 43 zu einer Bogengestalt geformt sind. Gemäß dieser Ausführungsform weist die Kühl flüssigkeit eine stärkere Strömungsgeschwindigkeitskomponente in der Aufwärts/Abwärtsrichtung auf entlang der oberen Seite 42 und der unteren Seite 43, wie durch den Pfeil in der Figur gezeigt. Eine starke Wirbelbeckenwirkung wird deshalb hinter den Führungsrippen 40 erzeugt, das heißt in der Nähe der Ver tiefungen 6. Fig. 15 shows a sixth embodiment of the invention using guide ribs 40 which are formed into an arc shape by bending the upper side 42 and the lower side 43 . According to this embodiment, the cooling liquid has a stronger flow rate component in the up / down direction along the upper side 42 and the lower side 43 as shown by the arrow in the figure. A strong vortex pool effect is therefore generated behind the guide ribs 40 , that is to say in the vicinity of the recesses 6 .
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6013664A JP3052721B2 (en) | 1993-08-20 | 1994-02-07 | Cylinder block for water-cooled internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19503961A1 true DE19503961A1 (en) | 1995-08-10 |
| DE19503961C2 DE19503961C2 (en) | 1997-03-20 |
Family
ID=11839476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19503961A Expired - Fee Related DE19503961C2 (en) | 1994-02-07 | 1995-02-07 | Cylinder block for liquid-cooled engine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5542381A (en) |
| DE (1) | DE19503961C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999049201A1 (en) * | 1998-03-24 | 1999-09-30 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Internal combustion engine with a fluid cooling system |
| DE102012204805A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Crankcase for internal combustion engine, has rib that is disposed in coolant jacket, and is supported at cylinder sleeve section against crankcase |
| DE102004032754B4 (en) * | 2004-07-07 | 2014-04-03 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Cooling of hot spots on a wall of a cylinder crankcase |
| AT15665U1 (en) * | 2016-08-29 | 2018-04-15 | Avl List Gmbh | Cooling structure for an internal combustion engine |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3800875B2 (en) * | 1999-08-05 | 2006-07-26 | トヨタ自動車株式会社 | In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine |
| US6289855B1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-09-18 | General Motors Corporation | Engine block for internal combustion engine |
| US7032547B2 (en) * | 2004-04-22 | 2006-04-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Cylinder block cooling arrangement for multi-cylinder internal combustion engine |
| WO2009000799A2 (en) * | 2007-06-28 | 2008-12-31 | Avl List Gmbh | Method for machining a cylinder head comprising a cooling jacket |
| JP2012007479A (en) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Nichias Corp | Heat retention member for cylinder bore wall, internal combustion engine and automobile |
| JP7208053B2 (en) * | 2019-02-19 | 2023-01-18 | 株式会社Subaru | Cooling system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2921954B2 (en) * | 1990-09-28 | 1999-07-19 | マツダ株式会社 | Engine block structure |
-
1995
- 1995-02-02 US US08/382,788 patent/US5542381A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-07 DE DE19503961A patent/DE19503961C2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP(A) HEI 4-136461 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999049201A1 (en) * | 1998-03-24 | 1999-09-30 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Internal combustion engine with a fluid cooling system |
| DE102004032754B4 (en) * | 2004-07-07 | 2014-04-03 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Cooling of hot spots on a wall of a cylinder crankcase |
| DE102012204805A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Crankcase for internal combustion engine, has rib that is disposed in coolant jacket, and is supported at cylinder sleeve section against crankcase |
| AT15665U1 (en) * | 2016-08-29 | 2018-04-15 | Avl List Gmbh | Cooling structure for an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5542381A (en) | 1996-08-06 |
| DE19503961C2 (en) | 1997-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3602096C2 (en) | ||
| DE69907662T2 (en) | Plate heat exchanger | |
| DE69108687T2 (en) | Liquid cooling and cylinder arrangement for a multi-cylinder internal combustion engine. | |
| DE2756006C2 (en) | ||
| DE2657307B2 (en) | Heat exchanger | |
| EP1516113B1 (en) | Cooled cylinder head for a reciprocating engine | |
| DE112011101673T5 (en) | heat exchangers | |
| DE19503961C2 (en) | Cylinder block for liquid-cooled engine | |
| DE102006023177A1 (en) | Planar heat dissipation device | |
| DE102017206716B4 (en) | Cylinder block of an internal combustion engine | |
| EP1357345B1 (en) | Corrugated heat exchange element | |
| EP0819837B1 (en) | Cooling circuit of an internal combustion engine | |
| EP0196635B1 (en) | Internal-combustion engine with at least two adjacent liquid-cooled cylinders | |
| EP0286704B1 (en) | Heat exchanger for two fluid media | |
| DE3408624A1 (en) | AIR COOLED PISTON COMBUSTION ENGINE | |
| DE3435386A1 (en) | AIR-COOLED MULTI-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| DE19814028A1 (en) | Integrated double heat exchanger | |
| EP1066459B1 (en) | Internal combustion engine with a fluid cooling system | |
| DE69722847T2 (en) | Plate-fin heat exchanger | |
| DE19612202A1 (en) | Concasting roll | |
| DE4140772C2 (en) | ||
| WO2019057408A1 (en) | COMBUSTION ENGINE HOUSING WITH CYLINDER COOLING | |
| EP0197169B1 (en) | Oil cooler | |
| DE29723356U1 (en) | Cooling circuit for an internal combustion engine | |
| DE19837339C1 (en) | Cylinder block for motor vehicle internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120901 |